宋萌萌 李曦芝 駱志成
皮膚覆蓋全身表面,是人體最大的器官,參與全身機能活動,皮膚狀態(tài)可在一定程度上反映機體的內(nèi)部情況。有些皮膚病不僅累及皮膚,還與機體系統(tǒng)密切聯(lián)系,可作為疾病的外在表現(xiàn)。代謝綜合征(MS)是一組以血脂異常、高血壓、腹型肥胖、胰島素抵抗(IR)為主要表現(xiàn)的臨床綜合征,其與皮膚病之間的關(guān)系引起了越來越多的關(guān)注。研究表明,MS 與多種皮膚病相關(guān),機體代謝障礙導(dǎo)致一系列病理生理變化進而誘發(fā)皮膚病。本文主要從胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、IR 以及慢性炎癥3 個方面對MS 在相關(guān)皮膚病發(fā)病機制中的研究進展做一綜述,以期為MS 及相關(guān)皮膚病的診治提供新思路。
MS 使用最廣泛的定義是美國國家膽固醇教育計劃成人治療專家組第3 次報告提出的標準[1]。目前由脂肪相關(guān)細胞因子介導(dǎo)的IR 是公認的MS發(fā)病機制,普遍認為IR 主要是由胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損導(dǎo)致的。正常情況下,胰島素與其受體結(jié)合,導(dǎo)致受體自體磷酸化,繼而募集并結(jié)合下游銜接分子,如胰島素受體底物(IRS)或生長因子結(jié)合蛋白2,激活細胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[2]。這些通路不僅影響三大營養(yǎng)物質(zhì)(糖類、脂類和蛋白質(zhì))代謝,還通過調(diào)節(jié)基因表達控制細胞增殖、分化和凋亡。任意環(huán)節(jié)異常都可能造成胰島素生物學(xué)效應(yīng)下降,導(dǎo)致IR 的發(fā)生。TNF-α 和多種脂肪因子(瘦素、脂聯(lián)素等)可分別通過其受體激活多種磷酸激酶,致使IRS 蛋白質(zhì)絲氨酸殘基磷酸化。異常磷酸化的IRS 不能與胰島素受體β 亞基相互作用,從而影響胰島素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
IR 是由于外周靶器官(如骨骼肌和脂肪細胞等)對胰島素的敏感性下降,對葡萄糖的攝取利用率降低,導(dǎo)致糖脂代謝紊亂,機體代償性分泌,細胞對胰島素的敏感性進一步降低,加劇代謝障礙,從而引起高胰島素血癥、高血糖、血脂異常。機體處于IR 狀態(tài)時,內(nèi)皮細胞胰島素受體表達減少,同時抑制PI3K 信號通路,一氧化氮生成減少,內(nèi)皮細胞功能紊亂,誘發(fā)高血壓[3]。這些最終引起MS、動脈粥樣硬化性心血管疾病的發(fā)生。
銀屑病的發(fā)生、進展與一些細胞因子密切相關(guān),如TNF-α、IL-6、脂肪細胞因子等,而這些因子又可通過多種途徑導(dǎo)致IR,引發(fā)MS。這種MS 狀態(tài)又反過來促進慢性炎癥加重和血管生成,導(dǎo)致銀屑病的易感性和嚴重性進一步加重。
TNF-α 是銀屑病發(fā)病的主要因素之一,于患者血液中和皮損處高表達,誘導(dǎo)T 淋巴細胞募集于皮損和關(guān)節(jié)處,TNF-α 通過調(diào)節(jié)核因子κB1(可控制多種炎癥基因轉(zhuǎn)錄并誘導(dǎo)細胞程序性凋亡)致使血管再生及表皮過度增生[4]。TNF-α 也可通過作用于脂肪和肌肉細胞引起胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)缺陷,影響胰島素受體/IRS/PI3K 途徑中胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo),并抑制脂肪細胞分泌脂聯(lián)素。脂聯(lián)素的下降增加TNF-α、IL-6 等炎性因子的分泌,加重銀屑病表皮細胞功能障礙和慢性炎性反應(yīng)[5]。瘦素不僅能通過影響胰島素通路和糖脂代謝的方式調(diào)節(jié)胰島素的敏感性,還可加重Th1?Th17/Th2相關(guān)細胞因子的表達失衡,即增強Th1 細胞功能并抑制Th2 細胞功能,促進角質(zhì)形成細胞增殖并分泌TNF-α、IL-6 等炎性因子[6]。同樣,過表達的IL-6 不僅會刺激角質(zhì)形成細胞過度增殖并抑制其凋亡,還可抑制IRS 酪氨酸磷酸化及胰島素受體表達,加快胰島素激活絲氨酸/蘇氨酸激酶(AKT),AKT 信號通路功能異常與細胞失常的增殖和分化有關(guān)。此外,有研究認為銀屑病易感基因PSORS2-4、CDKAL1、PTPN22、APOE 等與代謝性疾病相關(guān)[7]。
一些傳統(tǒng)的銀屑病藥物已被證明對機體代謝有負面影響,如環(huán)孢素可加重高血壓,阿維A 可引起血脂異常。因此,在給予銀屑病患者系統(tǒng)用藥之前應(yīng)監(jiān)測其代謝情況。近年來有研究報道,一些降糖藥物(噻唑烷二酮類和雙胍類化合物等)也可以通過多途徑調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以減輕炎癥反應(yīng)從而改善銀屑病患者的癥狀[8]。有研究表明,病態(tài)肥胖銀屑病患者通過減肥手術(shù)減輕體質(zhì)量,與銀屑病嚴重程度的明顯降低相關(guān)[9]。因此,超重或肥胖的人群適當(dāng)控制體重也可以改善銀屑病的癥狀。
MS 和痤瘡的共同發(fā)病機制可能是雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體1(mTORC1)機制靶點活性增強。西方飲食(高糖、高碳水化合物及高乳制品)和青春期是發(fā)生痤瘡的兩個主要危險因素,可促進胰島素和胰島素樣生長因子-1(IGF-1)參與的PI3K/AKT 信號通路活化,活化的AKT 通過抑制結(jié)節(jié)性硬化癥(TSC)2 刺激mTORC1 活性[10]。核糖體蛋白S6 激酶1(S6K1)是mTORC1 的下游靶點,可促進IRS 的絲氨酸/蘇氨酸磷酸化,通過拮抗酪氨酸磷酸化從而誘導(dǎo)IR。mTORC1 還可刺激固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1(SREBP-1)加速脂質(zhì)產(chǎn)生,促進痤瘡丙酸桿菌在皮膚定植以及生物膜的生成,誘發(fā)或加重痤瘡[11]。IGF-1 不僅對雄激素合成有刺激作用,還能調(diào)節(jié)雄激素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo),誘導(dǎo)二氫睪酮生成增多,促進皮脂腺細胞生長和增殖[10]。值得注意的是,胰島素以及IGF-1 激活的PI3K/AKT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,使叉頭盒蛋白O1 磷酸化后轉(zhuǎn)位至胞質(zhì)而失去活性,減弱對雄激素受體的抑制,促進脂質(zhì)合成。此外,低表達的脂聯(lián)素可增強mTORC1 信號和mTORC1/S6K1 介導(dǎo)的IR。內(nèi)分泌失調(diào)的多囊卵巢綜合征患者會產(chǎn)生痤瘡,而多囊卵巢綜合征本身也與MS 有關(guān)[12]。
二甲雙胍通過抑制mTORC1 活性來改善痤瘡。一項隨機對照研究也提示二甲雙胍可作為一種治療痤瘡的輔助用藥[13]。另外,有研究報道了血糖指數(shù)低和低血糖負荷飲食可以縮小皮脂腺、減少痤瘡患者IGF-1 和SREBP-1 表達、降低炎癥反應(yīng),從而延緩皮脂生成并改善痤瘡的臨床癥狀[14]。因此痤瘡不應(yīng)只進行單純治療,應(yīng)共同干預(yù)飲食和代謝。
HS 病變區(qū)域的大量巨噬細胞和樹突狀細胞表達Toll 樣受體,包括TNF-α 和IL-1β 等,促炎細胞因子數(shù)量增加[15]。許多炎癥通路參與HS 的發(fā)病機制,如TNF-α 等炎癥因子通路失調(diào)改變胰島素受體的下游信號通路,推測這是導(dǎo)致HS 發(fā)生IR 和MS 的機制之一。最新研究發(fā)現(xiàn)mTORC1在HS 中過表達,干擾胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,導(dǎo)致IR 的發(fā)生,與痤瘡部分機制一致[16]。
HS 患者常合并MS,可能與慢性炎癥、過多脂肪累積相關(guān),這也提示肥胖是加重MS 的因素之一[16]。在超重或肥胖的HS 患者中,皮膚皺褶處易摩擦,更易發(fā)生汗液潴留,進一步加重HS病情。因此HS 患者應(yīng)積極進行體質(zhì)量管理。有研究發(fā)現(xiàn),治療IR 和高血糖的藥物二甲雙胍對于控制HS 癥狀有一定的療效,進一步證實胰島素和葡萄糖在HS 發(fā)病機制中的重要作用[17]。
黑棘皮病是最常與IR、MS、糖尿病、多囊卵巢綜合征、內(nèi)臟惡性腫瘤等相關(guān)的皮膚病之一。在伴有高胰島素血癥的肥胖人群中,IR 和代償性高胰島素血癥可抑制胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白的表達,促使血漿游離IGF-1 水平升高,導(dǎo)致過度角化和乳頭瘤樣增生[18]。此外,在IR 狀態(tài)下,機體分泌大量胰島素,可直接激活角質(zhì)形成細胞和成纖維細胞上IGF-1 受體促進黑棘皮病的發(fā)生,表現(xiàn)為皮膚色素沉著、天鵝絨樣增生、形成疣狀贅生物[19]。黑棘皮病色素沉著并非黑素細胞增加,而是繼發(fā)于棘層肥厚和表皮乳頭瘤樣增生。
有研究發(fā)現(xiàn)伴有肥胖的黑棘皮病患者較正常對照組的胰島素水平明顯升高,因此認為黑棘皮病是IR 的皮膚標志之一[20]。降糖藥物二甲雙胍通過增加胰島素受體數(shù)量提高機體對胰島素的敏感性進而改善IR。此外,減肥(低熱量飲食、適當(dāng)體育鍛煉)也可改善IR,從而緩解患者的皮膚癥狀。
扁平苔蘚是一種T 淋巴細胞介導(dǎo)的針對基底細胞的自身免疫性疾病。扁平苔蘚發(fā)病機制復(fù)雜,可能是對表皮某些抗原的異常遲發(fā)性過敏反應(yīng)導(dǎo)致基底層角質(zhì)形成細胞凋亡。T 淋巴細胞接收到經(jīng)抗原提呈細胞加工處理后的信息,釋放相關(guān)細胞因子,使T 淋巴細胞活化、過度增殖,并向表皮層移動?;讓蛹毎患毎蜃印⒘馨投舅匾约凹毎拘訲 細胞損傷和破壞,從而形成扁平苔蘚樣皮損?;罨腡 淋巴細胞觸發(fā)IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ 和TNF-α 等促炎細胞因子釋放,這些細胞因子可通過與自身細胞因子受體結(jié)合,激活多個下游通路,如JAK-STAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、MAPK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和調(diào)節(jié)核因子κB1 通路發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng),導(dǎo)致全身慢性炎癥,從而促進IR、肥胖、高血壓和MS 的發(fā)生與發(fā)展[21]。目前扁平苔蘚和MS 的具體相關(guān)機制尚不完全明確,仍需進一步研究。
扁平苔蘚臨床分型較多,治療方法多樣。有學(xué)者根據(jù)發(fā)病機理,嘗試應(yīng)用JAK 抑制劑等藥物。托法替尼可抑制下游通路,即抑制角化形成細胞和淋巴細胞的JAK-STAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,又減輕炎癥反應(yīng),改善癥狀[22]。Kumar 等[23]發(fā)現(xiàn)扁平苔蘚與血脂異常、糖尿病明顯相關(guān),因此篩查扁平苔蘚患者的血脂、血糖等代謝指標有助于扁皮苔蘚的早期發(fā)現(xiàn)和早期治療。
目前研究認為,遺傳和雄激素是AGA 的主要發(fā)病因素。關(guān)于AGA 和MS 之間的發(fā)病機制可能與以下因素有關(guān):①血清高雄激素水平,重度AGA 患者頭皮毛囊雄激素受體過表達,血清中存在高濃度的游離睪酮和總睪酮,可促進高血壓、高膽固醇血癥和動脈粥樣硬化的發(fā)生[24]。同時雄激素也可能有加重IR、內(nèi)皮功能障礙和炎癥的作用。②高胰島素血癥,高水平的胰島素可誘發(fā)雄激素局部產(chǎn)生和增多并通過5α-還原酶轉(zhuǎn)化為二氫睪酮,二氫睪酮與毛囊內(nèi)雄激素受體相結(jié)合,降低腺苷酸環(huán)化酶活性,刺激毛囊微型化相關(guān)基因表達。另外,由IR 產(chǎn)生的血管活性物質(zhì)可造成血管內(nèi)皮細胞功能障礙,微循環(huán)紊亂,毛囊周圍毛細血管收縮,毛囊營養(yǎng)供給不足,導(dǎo)致毛囊退化(微型化),最終表現(xiàn)為脫發(fā)[25]。③慢性炎癥,AGA 患者毛囊及其周圍的微炎癥在脫發(fā)的發(fā)生和進展中有著重要的作用,前炎癥細胞因子(如IL-1、TNF-α)介導(dǎo)長期慢性炎癥,其中IL-1與IR 相關(guān),TNF-α 導(dǎo)致毛囊退行性變和脫發(fā)[26]。
有研究證實MS 與AGA 相關(guān),AGA 患者發(fā)生高血壓和高血脂的風(fēng)險相對正常對照組較高,因此應(yīng)對AGA 患者人群中潛在的MS 進行篩查,以早期防治或減少并發(fā)癥的發(fā)生[24]。
普遍認為罹患糖尿病易引發(fā)皮膚細菌和真菌感染,如丹毒、蜂窩織炎及體癬等。有學(xué)者提出肥胖和糖尿病與丹毒的復(fù)發(fā)明顯相關(guān),是其發(fā)生及復(fù)發(fā)的危險因素[27]。Cheong 等[28]認為無論代謝表型如何,肥胖是蜂窩織炎的獨立危險因素。同時,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)糖尿病、高血壓和高脂血癥是復(fù)發(fā)性蜂窩織炎的危險因素[29]。另外,Cheikhrouhou 等[30]的研究顯示糖尿病患者合并真菌性皮膚病高達79.34%。關(guān)于MS 與感染性皮膚病的關(guān)系有待進一步研究。
綜上所述,MS 與許多皮膚病之間存在共同的發(fā)病機制,其中胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、IR 和慢性炎癥等參與多種皮膚病的發(fā)生和發(fā)展,提示某些皮膚病可能是全身疾病的皮膚表現(xiàn)。對MS 與相關(guān)皮膚病的病因及發(fā)病機制的不斷探索和研究,有助于正確認識和早期診斷、早期治療相關(guān)疾病,同時早期預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生,并為開發(fā)新的治療策略提供思路。在臨床工作中,應(yīng)充分認識某些皮膚病并發(fā)代謝性疾病的可能,注重對患者代謝情況(如血糖、血壓及血脂)進行篩查,及時關(guān)注患者代謝紊亂導(dǎo)致的臨床表現(xiàn)并進行及早干預(yù)。同時也需警惕MS 患者罹患皮膚病的潛在風(fēng)險,在調(diào)整代謝異常的同時治療皮膚病。此外,調(diào)整飲食和代謝評估等輔助治療措施也可減輕患者痛苦、提高生活質(zhì)量。